Um material que deu um azul vibrante para a formação de espuma quebra do Japonês famoso imprimir O Grande Onda fora de Kanagawa e incutiu a mesma cor em obras de Picasso e Monet está sendo usado hoje para uma totalmente diferente, mas igualmente criativas tarefa: manter a energia-com fome U.S. data centers em execução.
Azul prussiano, o pigmento desenvolvido por um fabricante de cores de Berlim no início do século XVIII, é um componente chave em baterias feitas com sódio ao invés de lítio, que são destinadas a indústrias que não veículos elétricos.
“foi usado como um pigmento, como um corante, e tem sido um produto de consumo durante séculos”, diz Colin Wessells, diretor executivo da Natron Energy Inc., em Santa Clara, Calif., o fabricante de baterias por trás da tecnologia. “Ele também se revela excelente em armazenar íons de sódio”, diz ele, resultando em uma bateria com alta potência e vida de ciclo longo.
as baterias De Iões De Lítio tornaram—se omnipresentes nas últimas três décadas, usadas em smartphones e veículos elétricos—incluindo automóveis de gostos de Tesla e Volkswagen, bem como autocarros de BYD-e para armazenar energia renovável a partir de plantas solares ou eólicas. Mesmo assim, eles não são a melhor opção para todas as aplicações potenciais, porque eles priorizam a densidade de energia, o que ajuda os carros a viajar mais longe, sobre longevidade ou estabilidade. Isso deixa espaço para tecnologias alternativas para atender a alguma da crescente demanda de baterias do mundo.
“Íon lítio não é uma solução de tamanho único”, diz Mitalee Gupta, analista sênior de armazenamento de energia em Boston para Wood Mackenzie. “Diferentes tecnologias estão começando a entrar e vão começar a ganhar market share.”
alternativas ao íon de lítio Usando materiais como zinco, vanádio ou sódio estão se provando bem adequados para muitas tarefas, especialmente armazenamento estacionário usado por utilitários para capturar energia renovável e entregar eletricidade para os consumidores horas mais tarde ou para as torres de telecomunicações de energia e locais industriais remotos, tais como minas. O setor está prestes a crescer, com as instalações anuais projetadas para subir de 6 gigawatts-horas no ano passado para cerca de 155 gigawatts-horas em 2030, de acordo com dados de BloombergNEF, o serviço de pesquisa primária da Bloomberg LP sobre transição energética.Natron, said out of Stanford University in 2012, has raised about $70 million from investors including oil and gas giant Chevron Corp. and this month won $19 million in Department of Energy funding. Ele tem como alvo as vendas de baterias para os sistemas de backup de energia que mantêm os centros de dados on-line em interrupções e vai começar a transportar este trimestre para os clientes de telecomunicações e provedor de serviços de internet, diz Wessells, que se recusou a nomear os clientes. A startup também está testando a implantação da tecnologia no carregamento de veículos elétricos em um local de demonstração na Universidade da Califórnia em San Diego.o pó Azul prussiano, produzido pela combinação de sal de ferro e sal de hexacianoferrato—que nas primeiras receitas datadas da década de 1720 envolveu a ignição e a ebulição de sangue de gado seco e produtos químicos-oferece aos produtores de baterias vantagens fundamentais. É barato e amplamente disponível, e suas propriedades são bem compreendidas. Mais importante, sua estrutura química é ideal para eletrodos de bateria, os componentes que armazenam e liberam energia. Todos os eléctrodos agem como esponjas, diz Wessells, absorvendo iões e depois soltando-os quando carregados e descarregados. O Azul prussiano, no entanto, permite que íons passem para a frente e para trás mais facilmente do que outros materiais. Essa qualidade faz com que os seus eléctrodos durem muito mais do que as baterias de iões de lítio e os eléctrodos à base de metal, que se desfazem ao longo do tempo.
a bateria de iões de sódio de baixo custo é rápida para recarregar, muitas vezes dentro de minutos, e pode rapidamente fornecer pequenas rajadas de energia. É um conjunto diferente de pontos fortes do que as baterias de iões de lítio, valorizadas pela sua capacidade de se amontoar em grandes quantidades de energia em pequenos volumes. “Nossa tecnologia não é apropriada para EVs, para aviões elétricos, para eletrônica de consumo”, diz Wessells.
Há também uma vantagem de custo de usar matérias-primas mais abundantes e mais baratas. A Natron vende sistemas de baterias para clientes do data center a um preço semelhante aos pacotes de chumbo-ácido existentes e produtos de iões de lítio, mas diz que sua tecnologia acaba sendo três vezes mais barata a longo prazo por causa do tempo de vida da bateria.
“O sódio é o sexto elemento mais abundante na terra, é essencialmente ilimitado, e é sustentável. Você colhê—lo-você não o Mina tanto”, diz James Quinn, CEO da Faradion Ltd., um desenvolvedor de baterias de íons de sódio em Sheffield, Inglaterra, que foi recentemente firmado acordos para abastecer o mercado de armazenamento de energia residencial da Austrália e para produzir baterias para veículos comerciais na Índia.
em produtos de iões de lítio, combinações de metais caros, como o níquel e o cobalto, as matérias-primas médias podem representar cerca de 60% do custo total da bateria, de acordo com a BNEF. A Obscura cadeia de abastecimento do Cobalt também continua a perturbar alguns utilizadores finais. Ainda assim, os preços das embalagens de iões de lítio caíram quase 90% desde 2010, à medida que os volumes de produção aumentaram e a tecnologia avançou. Mesmo que os concorrentes os expulsem de alguns mercados, continuarão a ser a tecnologia de baterias dominante.
mas como as baterias são adicionadas a uma série de produtos—potencialmente até mesmo dentro de roupas para sistemas de refrigeração de potência—a demanda acelerada vai estimular a necessidade de uma gama mais ampla de tipos de baterias, usando um conjunto de matérias-primas, diz Venkat Viswanathan, Professor Associado de Engenharia Mecânica em Carnegie Mellon. “Eventualmente, basicamente cada dispositivo com o qual você interage provavelmente terá uma bateria dentro dela”, diz ele. “E uma vez que você chegar a essa escala, você vai precisar de uma grande variedade de células.”- With Akshat Rathi
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